СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО СТЕКЛА ГОЛУБОЙ, ЗЕЛЕНОЙ, ЯНТАРНОЙ И КОРИЧНЕВОЙ ГАММЫ Российский патент 2002 года по МПК C03C1/10 C03C4/02 

1. Область техники
Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано в производстве листового стекла, окрашенного в массе, включая флоат-процесс.

2. Уровень техники
Для получения окрашенных в массе стекол в голубой и зеленый цвет кроме оксидов железа применяют дорогостоящие молекулярные красители. Так, для получения голубого стекла в патенте 3 5674791 США, С 03 С 3/087 применяют оксиды железа, марганца, меди и кобальта.

Для получения зеленого стекла используют наряду с оксидами железа дополнительно оксиды меди и хрома (Варгин В.В.: "Производство цветного стекла", Москва - Ленинград, 1940, с. 235-236). Кроме того что оксид хрома является экологически вредным оксидом, он очень трудно выводится из стекломассы, что практически не позволяет на одной печи производить стекла других цветов.

Стекла янтарного и коричневого цветов получают при использовании значительных количеств сульфатосодержащих компонентов и графита (патент ПНР 129177, С 03 С 1/100), производство таких стекол затруднено из-за высокой опасности вспенивания стекломассы.

Стекло такой широкой цветовой гаммы от голубого до янтарного на одной печи и одними и теми же добавками не производят.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ производства стекла различного цвета в Российском патенте 2136619, С 03 С 6/02, 1/00. Голубое и зеленое стекло получают путем введения в шихту сложной комбинации добавок хлорида натрия, натриевой селитры, оксидов железа и кобальта, а для получения янтарного и бронзового цветов добавляют еще и металлический селен.

Недостатками способа являются:
- сложные красящие композиции, включающие красители, окислители и восстановители;
- в случае организации выпуска стекла различных цветов на одной печи необходимо значительное время при переходе от "холодных" цветов ("голубого и зеленого") к теплым цветам (янтарному и бронзовому);
- строгая регулировка газовой среды над стекломассой.

3. Сущность предлагаемого изобретения
Предлагаемое изобретение позволяет получать окрашенное стекло голубой, зеленой, янтарной и коричневой гаммы на основе любого состава прозрачного силикатного стекла за счет введения в шихту, содержащую железо и серосодержащие компоненты, комбинации восстановителей различной силы и стабилизаторов, в том числе металлических порошков.

Способ производства листового стекла голубой, зеленой, янтарной и коричневой цветовой гаммы отличается тем, что регулирование цвета осуществляют путем дополнительного введения в шихту смеси мелкодисперсных порошков металлического алюминия (Al), цинка (Zn) и графита (С) в количестве 0,3-0,8% к основной массе шихты, при этом соотношение

Оксиды железа входят в шихту с основными сырьевыми материалами и (или) в виде добавок порошкообразного металлического железа, сера - с сульфатами щелочных оксидов.

При получении голубого стекла Al и С вводят в шихту в относительно небольших количествах, достаточных для частичного восстановления Fе₂O₃ в FeO, при этом Zn противодействует образованию сульфидной серы и таким образом регулирует чистоту голубого цвета.

Для получения зеленого стекла увеличивают в 1,5-2 раза долю Al и С и снижают содержание Zn. При этом, кроме восстановления FeO, отвечающего за голубой цвет, частично восстанавливается и сера, образуется сульфид железа FeS, придающая стеклу желтый цвет, смешение голубого и желтого цветов придает стеклу зеленый цвет.

В дальнейшем, при повышении доли Al и С с последующим снижением содержания Zn, стекло окрашивается сульфидами сначала в янтарный, а затем в коричневый цвет.

Таким образом, различные комбинации трех компонентов Al, Zn, С обеспечивают условия для получения окрашенного стекла широкой цветовой гаммы. Причем стекла различной окраски можно производить на одной линии с небольшими промежутками при переходе с цвета на цвет. Благодаря тонкой регулировке можно получать стекла различной насыщенности цвета, а также стекла промежуточных оттенков.

4. Примеры осуществления технического решения.

Пример 1. Шихта для варки стекла голубого цвета содержит (кг/т стекломассы):
Песок - 658
Доломит - 187
Мел - 32
Пегматит - 87,6
Сульфат - 6,4
Сода - 250
Al+C+Zn=3,5, что составляет 0,35%

Стекло варят в печи производительностью 100 т/сутки, температура варки 1560^oС, стекло вырабатывают на флоат-линии.

Пример 2
Шихта для варки стекла зеленого цвета содержит (кг/т стекломассы):
Песок - 661,0
Доломит - 192,0
Мел - 51,0
Пегматит - 87,0
Сульфат - 5,0
Сода - 227,0
Al+C+Zn=5,0, что составляет 0,5%

Стекло варят в печи производительностью 200 т/сутки при температуре 1550^oС и вырабатывают на линии непрерывного проката.

Пример 3
Шихта для варки стекла янтарного цвета содержит (кг/т стекломассы):
Песок - 670,0
Доломит - 214,0
Мел - 37,0
Пегматит - 62,0
Сульфат - 6,9
Сода - 235
Al+C+Zn=5,5, что составляет 0,55%

Стекло варят в печи производительностью 120 т/сутки при температуре 1545^oС и вырабатывают на флоат-линии.

Пример 4
Шихта для варки стекла коричневого цвета содержит (кг/т стекломассы):
Песок - 729,0
Доломит - 183,0
Мел - 50,0
Пегматит - 24,0
Сульфат - 5,0
Сода - 240
Al+C+Zn=6,5, что составляет 0,65%

Стекло варят в печи производительностью 100 т/сутки при температуре 1540^oС и вырабатывают на флоат-линии.

Для производства листового стекла голубой, зеленой, янтарной и коричневой цветовой гаммы регулирование цвета осуществляют путем дополнительного введения в шихту смеси мелкодисперсных порошков металлического цинка, металлического алюминия и графита в количестве 0,3-0,8 мас.% при соотношении (Al+C)/Zn=0,5-12,0. Шихта состоит из стеклообразующих и железо- и серосодержащих компонентов. Техническая задача - получение окрашенного стекла широкой цветовой гаммы.

Способ производства листового стекла голубой, зеленой, янтарной и коричневой цветовой гаммы путем составления шихты из стеклообразующих, железо- и серосодержащих компонентов с последующей варкой и выработкой, отличающийся тем, что регулирование цвета осуществляют путем дополнительного введения в шихту смеси мелкодисперсных металлических порошков алюминия (Аl) и цинка (Zn) и графита (С) в количестве 0,3-0,8 мас. %, при этом соотношение